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鸡β-防御素2(chicken beta-defensin2,AvBD2)是一种由39个氨基酸构成的富含半胱氨酸的小分子多肽,对病原微生物具有较强的杀伤作用,在鸡的免疫系统中具有重要作用。 本研究以鸡AvBD2为研究对象,参考大肠杆菌偏爱密码子,人工合成鸡AvBD2成熟肽基因,并构建串联表达载体pET-28a-AvBD2op-AvBD2,将构建的表达载体转化至大肠杆菌BL21,再通过IPTG诱导表达融合蛋白,经镍柱纯化后进行Western Blot检测、Tricine-SDS-PAGE电泳分析和MALDI-TOF-MS质谱分析,并对纯化后蛋白的抑菌活性进行了初步研究。 主要内容和结果如下: 1.鸡β-防御素2成熟肽基因的设计与合成 参照大肠杆菌偏爱密码子,在不改变其氨基酸序列的情况下,根据Genbank中发表的鸡AvBD2 cDNA编码区序列(NM_204992),将大肠杆菌的稀有密码子更换为偏爱密码子,人工合成大肠杠菌偏爱密码子优化的成熟肽基因序列AvBD2op,序列两端分别添加BamH I和EcoR I酶切位点,构建克隆载体pMD18-Tsimple-AvBD2op;人工合成鸡β-防御素2成熟肽基因序列,序列两端分别添加Not I和EcoR I酶切位点,合成成功后将其克隆至pMD18-Tsimple载体上构建克隆载体pMD18-Tsimple-AvBD2。 2.鸡β-防御素2融合蛋白的串联表达及纯化 pMD18-Tsimple-AvBD2op和pET-28a用BamHI和EcoR I双酶切后连接,构建AvBD2op表达载体pET-28a-AvBD2op。在此基础上,用Not I和EcoR I双酶切pET-28a-AvBD2op和pMD18-Tsimple-AvBD2,构建串联表达载体pET-28a-AvBD2op-AvBD2。PCR鉴定的阳性转化子增菌后提取质粒测序,挑取阳性转化子克隆培养至对数期,加IPTG进行诱导表达。表达产物用镍柱进行纯化,并用BCA法测定纯化后的蛋白浓度。 经Western Blot蛋白检测,单表达工程菌和串联表达工程菌均在9500Da处有着特异性条带,证明了目的蛋白AvBD2在大肠杆菌工程菌均实现了分泌表达。BCA法测得串联表达载体 pET-28a-AvBD2op-AvBD2工程菌纯化后的蛋白浓度为0.304 mg/mL。MALDI-TOF-MS质谱分析结果表明,单表达蛋白产物分子量为4339.8Da,串联表达分子量为8385.6Da,此分子量均与蛋白的理论分子量相符。 3.鸡β-防御素2融合蛋白功能评价 用琼脂孔穴扩散抑菌法检测表达产物体外抑菌活性,结果显示AvBD2融合蛋白对粪肠球菌(Enterococcus faecalis ATCC29212)、大肠杆菌(Escherichia coli CMCC44102)、绿脓假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa ATCC27853)、甲型副伤寒沙门氏菌(Salmonellaparatyphi ATCC9150)、巴氏杆菌(Pasteurella)及乙型副伤寒沙门氏菌(Salmonella Paratyphi B CMCC50094)具有一定的抑菌活性。 研究表明,本论文成功构建了串联表达载体pET-28a-AvBD2op-AvBD2,用Western Blot方法、Tricine-SDS-PAGE电泳分析和MALDI-TOF-MS质谱分析法证明该载体在大肠杆菌工程菌中成功表达出了AvBD2,表达产物通过镍柱纯化,得到的纯化蛋白经琼脂孔穴扩散抑菌法检测证明对多种微生物具有不同的抗菌活性,从而为鸡β-防御素2基因工程新制剂的生产和应用奠定了基础。